[发明专利]基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人及铺丝方法

权利要求书

1.一种基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人，其特征在于，包括：

芯模支撑架，用于支撑芯模；

旋转装置，为芯模支撑架提供旋转动力，用于驱动芯模支撑架及其上的芯模转动，进行芯模上铺丝区域周向切换；

若干机械臂移动轨道，纵向设置于芯模支撑架四周；

若干机械臂，通过平移机构安装在每个机械臂移动轨道上，每个机械臂的执行末端均设置有铺丝装置和用于监测待铺丝区域曲率信息的深度相机，通过平移机构能对芯模上铺丝区域纵向位置切换；

带电轨道，平行设置于每个机械臂移动轨道一侧，每个机械臂上都设有与带电轨道配合用于取电的滑动电刷；

控制装置，用于接收深度相机的采集的信息及控制指令，控制旋转装置、机械臂、铺丝装置及平移机构进行相应动作。

2.根据权利要求1所述基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人，其特征在于：每个机械臂移动轨道上设有至少两个机械臂，每个机械臂通过平移机构限定在各自区域内移动。

3.根据权利要求2所述基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人，其特征在于：所述机械臂移动轨道上设有位移传感器，用于监测每个机械臂的位移。

4.根据权利要求3所述基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人，其特征在于：所述控制装置与深度相机、旋转装置、机械臂、铺丝装置及平移机构建立实时通讯，所传输的通讯信息均携带时间戳。

5.根据权利要求1所述基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人，其特征在于：所述芯模支撑架两端设有转轴，芯模支撑架两端的转轴分别通过支撑台安装在地面或基座上。

6.根据权利要求5所述基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人，其特征在于：所述旋转装置为伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与芯模支撑架相连。

7.根据权利要求1所述基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人，其特征在于：所述机械臂移动轨道有2-10个，均布在芯模支撑架四周。

8.根据权利要求1所述基于多机械臂协作的复合材料铺放机器人，其特征在于：所述控制装置包括工控机和显示器，所述显示器用于显示铺丝信息。

9.一种基于多机械臂协作的复合材料铺放方法，采用权利要求1-8任意一项所述的复合材料铺放机器人，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、准备复合材料铺放机器人，将待加工工件的芯模安装在芯模支撑架上；

步骤2、将芯模表面分为若干周向排列分布的周向铺丝区域，每个周向铺丝区域又分为若干纵向排列分布的纵向铺丝区域，通过旋转装置驱动芯模转动，使得机械臂上的铺丝装置达到芯模上周向铺丝区域的初始位置，将每个机械臂复位到机械臂移动轨道上纵向初始位置；

步骤3、启动铺丝装置对芯模进行铺丝，当铺丝超出机械臂移动范围时，通过平移机构驱动纵向移动对芯模继续铺丝，直至完成一个周向铺丝区域内所有纵向铺丝区域的铺丝；

步骤4、启动旋转装置驱动芯模转动一个周向铺丝区域角度，使得所有机械臂处于新的周向铺丝区域，重复步骤3，完成新的周向铺丝区域内所有纵向铺丝区域铺丝；

步骤5、重复步骤4直至完成所有周向铺丝区域铺丝，完成芯模上复合丝材铺放。

10.根据权利要求9所述的复合材料铺放方法，其特征在于：步骤1的准备复合材料铺放机器人中，首先选取参考点建立世界坐标系，将每个机械臂末端的铺丝装置都转换为世界坐标系下的坐标进行控制。